JP2008128811A - Defect inspection device - Google Patents

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Naoko Hisada
菜穂子 久田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently perform inspection using light emitted from a substrate in a plurality of angle directions, in a defect inspection device. <P>SOLUTION: The defect inspection device comprises a moving stage 13 for mounting the substrate 21 and relatively moving it in the direction orthogonal to the longitudinal direction of an illumination area L, a first illumination section 10, second illumination section 11, and third illumination section 12 for emitting illumination light to the illumination area L, an image-formation optical system 25 for image-forming the light from the illumination area L, a one-dimensional imaging section 27 for acquiring an image of the substrate 21, and an angle setting section for setting the incident angle of the illumination light from each illumination section at a mutually different angle. Each illumination section emits a light of a different wavelength as an illumination light. The one-dimensional imaging section 27 comprises dichroic mirrors 30 and 31 for selecting the light of mutually different wavelength, and a first light receiving section 201, a second light receiving section 202, and a third light receiving section 203 for receiving the light of the selected wavelength. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、主に周期性のあるパターンが形成された基板を被検体として、その表面を検査する欠陥検査装置に関する。例えば、半導体ウエハや液晶基板などの欠陥検査装置に関する。   The present invention relates to a defect inspection apparatus that mainly inspects a surface of a substrate on which a periodic pattern is formed as an object. For example, the present invention relates to a defect inspection apparatus such as a semiconductor wafer or a liquid crystal substrate.

半導体ウエハ(以下、ウエハ)には、周期性のあるパターンを何層も重ねて、集積回路が形成される。フォトリソグラフィの工程では、ウエハにレジスト膜を塗布し、パターンを露光し、エッチングすることでパターンを形成している。工程内でウエハに、ゴミ付着、傷、レジスト膜ムラ、露光不良などが発生した場合にはパターン不良となり、集積回路として正常に動作しなくなってしまう。そこで、エッチングの前にこのような欠陥の有無を検証する必要がある。
従来、欠陥の有無を検査する欠陥検査装置には、基板に生じる多様な欠陥を検出するため、基板からの正反射光、回折光、散乱光などを利用して基板の画像情報を取得し、検査を行うものが知られている。図4に、従来の欠陥検査装置の一例の構成図を示す。
基板210は不図示のステージにより、矢印の方向に移動可能とされており、この移動方向に直交する方向にライン状の照明光を照射する照明部220が配置され、入射角θの方向から、基板210を照明する。基板210からの光は、出射角θの方向に配置されたコリメートレンズ230、結像レンズ240からなる結像光学系250によって結像され、1次元撮像素子260によりその1次元画像が取得される。基板210を矢印方向に移動しつつ、このような撮像を繰り返すことで、基板210の2次元画像が取得され、この2次元画像を適宜画像処理することで欠陥の抽出が行われる。
ここで、正反射光による画像はθ=θの時に取得され、回折光による画像はθとθとが回折次数に応じて所定の位置関係にある時に取得され、散乱光による画像は正反射光や回折光が存在しないようなθとθの角度設定を行った場合、例えば、θが90°に近く、θがθから少しずれた角度にある場合に取得される。そのため、図4に示す構成では、これら正反射光、回折光、散乱光による基板の画像を取得するには、θ、θの設定を変えて3回の検査を行う。
特許文献1には、上記と同様な構成の他に、結像光学系と1次元撮像素子とを複数組備え、それぞれ異なる角度位置に配置した表面欠陥検査装置が記載されている。
特許第3668294号公報(図1、5、7)
An integrated circuit is formed on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) by stacking a plurality of periodic patterns. In the photolithography process, a resist film is applied to the wafer, the pattern is exposed, and the pattern is formed by etching. If dust adheres, scratches, resist film unevenness, exposure failure, or the like occurs on the wafer in the process, the pattern becomes defective and the integrated circuit does not operate normally. Therefore, it is necessary to verify the presence or absence of such defects before etching.
Conventionally, a defect inspection apparatus for inspecting the presence or absence of defects acquires image information of a substrate using specularly reflected light, diffracted light, scattered light, etc. from the substrate in order to detect various defects generated on the substrate, What is inspected is known. FIG. 4 shows a configuration diagram of an example of a conventional defect inspection apparatus.
The substrate 210 can be moved in the direction of an arrow by a stage (not shown), and an illumination unit 220 that irradiates linear illumination light in a direction orthogonal to the movement direction is arranged from the direction of the incident angle θ i . The substrate 210 is illuminated. The light from the substrate 210 is imaged by the imaging optical system 250 including the collimating lens 230 and the imaging lens 240 arranged in the direction of the emission angle θ o , and the one-dimensional image is acquired by the one-dimensional imaging element 260. The By repeating such imaging while moving the substrate 210 in the arrow direction, a two-dimensional image of the substrate 210 is acquired, and defect extraction is performed by appropriately performing image processing on the two-dimensional image.
Here, the image by regular reflection light is acquired when θ i = θ o , and the image by diffraction light is acquired when θ i and θ o are in a predetermined positional relationship according to the diffraction order, and the image by scattered light is obtained. Is obtained when θ i and θ o are set so that there is no specularly reflected light or diffracted light, for example, when θ i is close to 90 ° and θ o is slightly shifted from θ i Is done. For this reason, in the configuration shown in FIG. 4, in order to acquire an image of the substrate by these specularly reflected light, diffracted light, and scattered light, three inspections are performed while changing the settings of θ i and θ o .
In addition to the configuration similar to the above, Patent Document 1 describes a surface defect inspection apparatus provided with a plurality of sets of an imaging optical system and a one-dimensional imaging device, which are arranged at different angular positions.
Japanese Patent No. 3668294 (FIGS. 1, 5, and 7)

しかしながら、上記のような従来の欠陥検査装置には以下のような問題があった。
図4に示すような欠陥検査装置では、正反射光、回折光、散乱光による基板の画像を取得するため、θ、θの設定を変えて3回の検査を行う必要があるので、角度設定や測定に時間がとられ、効率的な検査を行うことができないという問題がある。特に、製造工程の検査では検査時間が生産性に影響するため、迅速な検査が強く求められている。
また、特許文献1に記載の技術では、結像光学系と1次元撮像素子とを角度位置を変えて複数組備えるものが記載されており、この場合には、1回の測定で正反射光と回折光、あるいは複数の回折光による画像を同時に取得することができる。そのため、検査効率はやや改善されるものの、結像光学系の物体側の光学素子は基板に近接させる必要があるので、互いに干渉することなく配置できる角度関係が限られるため、検査に適した角度に条件設定できない場合もある。
また、高価であり、配置精度も高精度にする必要がある結像光学系と1次元撮像素子とを複数組備えるため、装置構成が複雑となり、製作コストも高価につくという問題もある。
However, the conventional defect inspection apparatus as described above has the following problems.
In the defect inspection apparatus as shown in FIG. 4, in order to acquire an image of the substrate by specularly reflected light, diffracted light, and scattered light, it is necessary to perform three inspections by changing the settings of θ i and θ o . There is a problem that time is required for angle setting and measurement, and efficient inspection cannot be performed. In particular, in the inspection of the manufacturing process, since the inspection time affects the productivity, a rapid inspection is strongly demanded.
Further, the technique described in Patent Document 1 describes a technique in which an imaging optical system and a one-dimensional imaging device are provided with a plurality of sets with different angular positions. In this case, specular reflection light is obtained by one measurement. And images of diffracted light or a plurality of diffracted lights can be acquired simultaneously. Therefore, although the inspection efficiency is slightly improved, the optical element on the object side of the imaging optical system needs to be close to the substrate, so the angle relationship that can be arranged without interfering with each other is limited, so the angle suitable for inspection There are cases where the condition cannot be set.
In addition, since a plurality of sets of imaging optical systems and one-dimensional imaging elements that are expensive and need to have high placement accuracy are provided, there is a problem that the apparatus configuration is complicated and the manufacturing cost is high.

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、複数の角度方向に出射される基板からの光を用いて、効率的に検査を行うことができる欠陥検査装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a defect inspection apparatus capable of efficiently inspecting using light from a substrate emitted in a plurality of angular directions. With the goal.

上記の課題を解決するために、本発明の欠陥検査装置は、被検体である基板を載置する載置台と、該載置台に載置された前記基板に対し、ライン状の照明領域に照明光を照射する複数の照明部と、前記基板上の前記照明領域からの光を結像する結像光学系と、該結像光学系で結像された前記基板の像を取得する1次元撮像部と、前記載置台に載置された基板を、前記照明領域の長手方向と直交する方向に相対移動させる移動ステージと、前記複数の照明部からの各照明光の、前記照明領域に対する入射角度を互いに異なる角度に設定する角度設定部とを備え、前記複数の照明部は、照明光として互いに異なる波長の光を照射し、前記1次元撮像部は、前記互いに異なる波長の光をそれぞれ選択する波長選択手段と、該波長選択手段により選択された波長の光をそれぞれ受光する複数の受光部とから構成されることを特徴とする。
この発明によれば、角度設定部により、複数の照明部からの照明光の照明領域に対する入射角度を互いに異なる角度に設定し、複数の照明部によって、基板上の照明領域に対して異なる波長の光を同時に照射し、それらの照明光による基板からの光をただ1つの結像光学系によって結像し、波長選択手段と複数の受光部とを備える1次元撮像部によって、照明光の入射角度にそれぞれ対応する異なる波長ごとの画像を同時に取得することができる。そして、移動ステージによって、基板を照明領域の長手方向と直交する方向に相対移動させることで、基板の複数の2次元画像を取得することができる。
In order to solve the above-described problems, a defect inspection apparatus according to the present invention illuminates a line-shaped illumination region with respect to a mounting table on which a substrate as a subject is mounted and the substrate mounted on the mounting table. A plurality of illumination units for irradiating light, an imaging optical system for imaging light from the illumination area on the substrate, and a one-dimensional imaging for acquiring an image of the substrate imaged by the imaging optical system And a moving stage for relatively moving the substrate placed on the mounting table in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the illumination area, and the incident angle of each illumination light from the plurality of illumination parts with respect to the illumination area An angle setting unit that sets different angles to each other, the plurality of illumination units irradiate light of different wavelengths as illumination light, and the one-dimensional imaging unit selects the light of different wavelengths, respectively. Wavelength selection means and selection by the wavelength selection means Characterized in that it is configured wavelength of light from a plurality of light receiving portions for receiving respectively.
According to this invention, the angle setting unit sets the incident angles of the illumination light from the plurality of illumination units to different angles, and the plurality of illumination units has different wavelengths with respect to the illumination region on the substrate. The incident angle of the illumination light is irradiated by the one-dimensional imaging unit that irradiates the light simultaneously, forms the light from the substrate by the illumination light by only one imaging optical system, and includes the wavelength selection unit and the plurality of light receiving units. It is possible to simultaneously acquire images for different wavelengths respectively corresponding to. A plurality of two-dimensional images of the substrate can be acquired by relatively moving the substrate in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the illumination area by the moving stage.

本発明の欠陥検査装置によれば、照明光の入射角度にそれぞれ対応する異なる波長ごとの画像を同時に取得することができるので、複数の角度方向に出射される基板からの光を用いて、効率的に検査を行うことができるという効果を奏する。   According to the defect inspection apparatus of the present invention, it is possible to simultaneously acquire images for different wavelengths corresponding to the incident angles of the illumination light. Therefore, it is possible to efficiently use the light from the substrate emitted in a plurality of angular directions. The effect that it can test | inspect automatically.

以下では、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, even if the embodiments are different, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and common description is omitted.

本発明の実施形態に係る欠陥検査装置について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成を示す模式的な正面図である。図2は、本発明の実施形態に係る欠陥検査装置の制御手段の概略構成を示す機能ブロック図である。
A defect inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic front view showing a schematic configuration of a defect inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the control means of the defect inspection apparatus according to the embodiment of the present invention.

本実施形態の欠陥検査装置1は、表面に周期的なパターンが形成された基板21を被検体として、複数の照明光を照射し、これら複数の照明光に応じて、基板21の表面の2次元画像を取得し、これらの画像によって基板21の表面欠陥を検査するものである。
基板21の例としては、例えば、表面に回路パターンなどが形成された半導体ウエハや液晶ガラス基板などの例を挙げることができる。
The defect inspection apparatus 1 according to the present embodiment irradiates a plurality of illumination lights with the substrate 21 having a periodic pattern formed on the surface as an object, and 2 on the surface of the substrate 21 according to the plurality of illumination lights. A dimensional image is acquired and the surface defect of the board | substrate 21 is test | inspected by these images.
Examples of the substrate 21 include a semiconductor wafer or a liquid crystal glass substrate having a circuit pattern formed on the surface.

欠陥検査装置1の概略構成は、図1に示すように、移動ステージ13、第1照明部10、第2照明部11、第3照明部12、結像光学系25、1次元撮像部27、および制御ユニット60(図2参照)からなる。   As shown in FIG. 1, the schematic configuration of the defect inspection apparatus 1 includes a moving stage 13, a first illumination unit 10, a second illumination unit 11, a third illumination unit 12, an imaging optical system 25, a one-dimensional imaging unit 27, And a control unit 60 (see FIG. 2).

移動ステージ13は、載置台を兼ねており、基板21を載置、保持して、図示水平方向に移動させるためのものである。基板21の保持手段としては、例えば、真空吸着、静電吸着、クランプなど、適宜の手段を用いることができる。   The moving stage 13 also serves as a mounting table for mounting and holding the substrate 21 and moving it in the horizontal direction in the figure. As the holding means for the substrate 21, for example, appropriate means such as vacuum suction, electrostatic suction, and clamp can be used.

第1照明部10、第2照明部11、第3照明部12は、それぞれ、互いに異なる波長、λ、λ、λのライン状の照明光を、基板21上で、移動ステージ13の移動方向に直交する方向(図示紙面奥行き方向)に延びるライン状の照明領域Lに照射するものである。ここで、波長λ、λ、λの光は、互いに異なる波長を有する単色光でもよいし、中心波長がλ、λ、λで、所定の波長幅を持った光でもよい。後者の場合、特に断らなければ、波長λ、λ、λによって、各波長帯域の全体を表すものとする。
波長λ、λ、λの値は、適宜設定することができるが、本実施形態では、第1照明部10、第2照明部11、第3照明部12を、それぞれ正反射光、回折光、散乱光による観察を行うために用いることに対応して、それぞれ、赤色波長域、青色波長域、緑色波長域に設定している。
The first illuminating unit 10, the second illuminating unit 11, and the third illuminating unit 12 respectively emit linear illumination lights having mutually different wavelengths, λ 1 , λ 2 , and λ 3 on the substrate 21 of the moving stage 13. Irradiation is performed on a linear illumination region L extending in a direction orthogonal to the moving direction (the depth direction in the drawing). Here, the light of wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 may be monochromatic light having different wavelengths, or may be light having center wavelengths of λ 1 , λ 2 , and λ 3 and having a predetermined wavelength width. . In the latter case, unless otherwise specified, the entire wavelength bands are represented by the wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 .
Although the values of the wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 can be set as appropriate, in the present embodiment, the first illuminating unit 10, the second illuminating unit 11, and the third illuminating unit 12 are made to be specularly reflected light, Corresponding to use for observation with diffracted light and scattered light, they are set to a red wavelength region, a blue wavelength region, and a green wavelength region, respectively.

また、第1照明部10、第2照明部11、第3照明部12は、図1には特に図示しないが、それぞれ、第1照明部回動機構111、第2照明部回動機構112、第3照明部回動機構113(図2参照)により、照明領域Lを中心として回動可能に保持されている。
第1照明部回動機構111、第2照明部回動機構112、第3照明部回動機構113の構成としては、例えば、モータなどにより回動可能に設けられた回動アーム機構などを採用することができる。この場合、各モータが制御ユニット60と電気的に接続され、制御ユニット60によって、それぞれの回動の角度位置を独立に変化させることができるようになっている。
以下、図1に示すように、第1照明部10、第2照明部11、第3照明部12の角度位置を、基板21の法線を含み移動ステージ13の移動方向に沿う平面内において基板21の法線から測った角度で、それぞれ角度θi1、θi2、θi3と表す。
Further, the first illumination unit 10, the second illumination unit 11, and the third illumination unit 12 are not particularly illustrated in FIG. 1, but the first illumination unit rotation mechanism 111, the second illumination unit rotation mechanism 112, and the like, respectively. The third illumination unit rotation mechanism 113 (see FIG. 2) is held so as to be rotatable about the illumination region L.
As a structure of the 1st illumination part rotation mechanism 111, the 2nd illumination part rotation mechanism 112, and the 3rd illumination part rotation mechanism 113, the rotation arm mechanism etc. which were provided so that rotation by a motor etc. was employ | adopted, for example. can do. In this case, each motor is electrically connected to the control unit 60, and the angular position of each rotation can be changed independently by the control unit 60.
Hereinafter, as shown in FIG. 1, the angular positions of the first illuminating unit 10, the second illuminating unit 11, and the third illuminating unit 12 are set in the plane along the moving direction of the moving stage 13 including the normal line of the substrate 21. The angles measured from the normal line 21 are represented as angles θ i1 , θ i2 , and θ i3 , respectively.

第1照明部10、第2照明部11、第3照明部12に用いる光源および照明光学系は、それぞれの波長の光をライン状に照射する適宜の構成とすることができる。例えば、光源としては、ハロゲンランプなどのランプ、レーザ光源、LEDなどを採用することができる。
本実施形態では、不図示の白色光源からの光を、出射口がライン状に配列された光ファイバによって導光し、不図示の集光レンズによって略平行光とし、それぞれの出射光の光路上に波長フィルタ100、101、102を配置することで、波長λ、λ、λの光を照明領域L上に照射する構成としている。
The light source and the illumination optical system used for the first illumination unit 10, the second illumination unit 11, and the third illumination unit 12 can have an appropriate configuration that irradiates light of each wavelength in a line shape. For example, a lamp such as a halogen lamp, a laser light source, an LED, or the like can be employed as the light source.
In the present embodiment, light from a white light source (not shown) is guided by an optical fiber whose exit ports are arranged in a line, and is made substantially parallel light by a condensing lens (not shown) on the optical path of each outgoing light. The wavelength filters 100, 101, and 102 are arranged on the illumination area L so as to irradiate light of wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 onto the illumination region L.

結像光学系25は、第1照明部10、第2照明部11、第3照明部12から照明領域Lに照射された照明光のうち、図1に示すように、基板21の法線を含み移動ステージ13の移動方向に沿う平面内において基板21の法線から角度θの方向に向かう光を集光し、結像面に照明領域Lの縮小像を結像するものである。
本実施形態では、基板21側から、コリメートレンズ23、結像レンズ24が配置され、それぞれが撮像部筐体20に一体化されている。これら、コリメートレンズ23、結像レンズ24は、照明領域Lの大きさと必要な縮小倍率に応じて、周知の種々の構成を採用することができる。
また、撮像部筐体20は、図1には特に図示しないが、撮像部回動機構200(図2参照)によって、照明領域Lを中心として回動可能に保持されている。
本実施形態では、撮像部回動機構200の構成としては、例えば、モータなどにより回動可能に設けられた回動アーム機構などを採用することができる。この場合、モータが制御ユニット60と電気的に接続され、制御ユニット60によって、それぞれの回動の角度位置を独立に変化させることができるようになっている。
The imaging optical system 25 uses the normal line of the substrate 21 as shown in FIG. 1 in the illumination light irradiated to the illumination region L from the first illumination unit 10, the second illumination unit 11, and the third illumination unit 12. the light directed from the normal line of the substrate 21 in the direction of the angle theta r in the plane along the moving direction of the movable stage 13 includes condensed, is intended for forming a reduced image of the illumination area L on the imaging surface.
In the present embodiment, a collimating lens 23 and an imaging lens 24 are disposed from the substrate 21 side, and each is integrated with the imaging unit housing 20. The collimating lens 23 and the imaging lens 24 can employ various known configurations according to the size of the illumination region L and the necessary reduction magnification.
Although not particularly shown in FIG. 1, the imaging unit housing 20 is rotatably held around the illumination area L by an imaging unit rotating mechanism 200 (see FIG. 2).
In the present embodiment, as the configuration of the imaging unit rotation mechanism 200, for example, a rotation arm mechanism that can be rotated by a motor or the like can be employed. In this case, the motor is electrically connected to the control unit 60, and the angular position of each rotation can be independently changed by the control unit 60.

1次元撮像部27は、図1に示すように、結像光学系25の像側の光軸上に、結像レンズ24側から、ダイクロイックミラー30、31がこの順に配置され、ダイクロイックミラー30で反射される光の光路上に第1受光部201が、ダイクロイックミラー31で反射される光の光路上に第2受光部202が、ダイクロイックミラー31を透過する光の光路上に第3受光部203がそれぞれ配置され、撮像部筐体20に固定されたものである。
ここで、基板21と、これら第1受光部201、第2受光部202、第3受光部203の受光面とはそれぞれ共役の関係となるように位置決めされている。
As shown in FIG. 1, the one-dimensional imaging unit 27 includes dichroic mirrors 30 and 31 arranged in this order from the imaging lens 24 side on the optical axis on the image side of the imaging optical system 25. The first light receiving unit 201 is on the optical path of the reflected light, the second light receiving unit 202 is on the optical path of the light reflected by the dichroic mirror 31, and the third light receiving unit 203 is on the optical path of the light passing through the dichroic mirror 31. Are respectively arranged and fixed to the imaging unit housing 20.
Here, the substrate 21 and the light receiving surfaces of the first light receiving unit 201, the second light receiving unit 202, and the third light receiving unit 203 are positioned so as to have a conjugate relationship.

ダイクロイックミラー30は、波長λの光を反射し、波長λ、λの光を透過させる波長分離特性が付与されたダイクロイックミラー面を有する。
ダイクロイックミラー31は、波長λの光を反射し、波長λの光を透過させる波長分離特性が付与されたダイクロイックミラー面を有する。
このため、ダイクロイックミラー30、31は、1次元撮像部27において、波長λ、λ、λの光を選択的に分離する波長選択手段を構成している。
The dichroic mirror 30 has a dichroic mirror surface provided with wavelength separation characteristics that reflects light of wavelength λ 1 and transmits light of wavelengths λ 2 and λ 3 .
The dichroic mirror 31 has a dichroic mirror surface provided with a wavelength separation characteristic that reflects light of wavelength λ 2 and transmits light of wavelength λ 3 .
For this reason, the dichroic mirrors 30 and 31 constitute wavelength selection means for selectively separating light of wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 in the one-dimensional imaging unit 27.

第1受光部201、第2受光部202、第3受光部203は、少なくとも波長λ、λ、λにそれぞれ波長感度を有し、各受光面上に結像された光の像を光電変換する1次元撮像素子、例えば、適宜の画素数を有する1次元CCDなどからなる。 The first light receiving unit 201, the second light receiving unit 202, and the third light receiving unit 203 have wavelength sensitivities at least at wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 , respectively, and images the light imaged on each light receiving surface. A one-dimensional imaging device that performs photoelectric conversion, for example, a one-dimensional CCD having an appropriate number of pixels.

制御ユニット60は、欠陥検査装置1の全体制御を行うもので、図2に示すように、測定制御部61、回動制御部62、移動制御部63、照明制御部64、撮像制御部65、画像保存部66、画像処理部67、および欠陥判定部68を備える。
制御ユニット60は、それぞれの機能に対応するハードウエアによって構成されていてもよいし、CPU、メモリ、入出力インタフェース、記憶部などを備えたコンピュータで適宜の制御プログラムを実行することによってそれぞれの機能を実現するものであってもよい。
The control unit 60 performs overall control of the defect inspection apparatus 1. As shown in FIG. 2, the measurement control unit 61, the rotation control unit 62, the movement control unit 63, the illumination control unit 64, the imaging control unit 65, An image storage unit 66, an image processing unit 67, and a defect determination unit 68 are provided.
The control unit 60 may be configured by hardware corresponding to each function, or each function by executing an appropriate control program on a computer having a CPU, a memory, an input / output interface, a storage unit, and the like. May be realized.

測定制御部61は、予め設定された設定条件または不図示の操作部からの操作入力に基づいて、それぞれ電気的に接続された回動制御部62、移動制御部63、照明制御部64、撮像制御部65、および画像処理部67と通信を行って、装置動作を制御するものである。   The measurement control unit 61 is electrically connected to the rotation control unit 62, the movement control unit 63, the illumination control unit 64, and the imaging based on preset setting conditions or an operation input from an operation unit (not shown). Communication with the control unit 65 and the image processing unit 67 is performed to control the operation of the apparatus.

回動制御部62は、測定制御部61から送出される角度設定値に基づいて、撮像部回動機構200、第1照明部回動機構111、第2照明部回動機構112、第3照明部回動機構113を駆動し、撮像部筐体20、第1照明部10、第2照明部11、第3照明部12の角度位置の設定を行うものであり、各回動機構とともに角度設定部を構成している。
本実施形態では、角度θi1、θは、第1照明部10からの波長λの照明光による、基板21での正反射光が結像光学系25に入射するように、θi1=θに設定する。
また、角度θi2は、第2照明部11からの波長λの照明光が基板21に入射されたときに、基板21の周期的なパターンによる所定次数の回折光が、角度θ方向に進み結像光学系25に入射するような値に設定する。
また、角度θi3は、第3照明部12からの波長λの照明光が基板21に入射されたときに、基板21の照明領域L上における散乱光のみが、結像光学系25に入射するような角度に設定している。
なお、角度θi1、θi2、θi3、θは、第1照明部10、第2照明部11、第3照明部12、撮像部筐体20が、互いに干渉しないような範囲に設定される。
Based on the angle setting value sent from the measurement control unit 61, the rotation control unit 62 is based on the imaging unit rotation mechanism 200, the first illumination unit rotation mechanism 111, the second illumination unit rotation mechanism 112, and the third illumination. The rotation unit 113 is driven to set the angular positions of the imaging unit housing 20, the first illumination unit 10, the second illumination unit 11, and the third illumination unit 12, and the angle setting unit together with each rotation mechanism Is configured.
In the present embodiment, the angles θ i1 and θ r are θ i1 = θ so that the specularly reflected light from the substrate 21 by the illumination light having the wavelength λ 1 from the first illumination unit 10 enters the imaging optical system 25. It is set to θ r.
Further, the angle θ i2 indicates that when the illumination light having the wavelength λ 2 from the second illumination unit 11 is incident on the substrate 21, the diffracted light of a predetermined order due to the periodic pattern of the substrate 21 is in the direction of the angle θ r . The value is set such that the light advances and enters the imaging optical system 25.
The angle θ i3 indicates that only the scattered light on the illumination region L of the substrate 21 enters the imaging optical system 25 when the illumination light having the wavelength λ 3 from the third illumination unit 12 is incident on the substrate 21. The angle is set so that
Note that the angles θ i1 , θ i2 , θ i3 , and θ r are set in a range in which the first illumination unit 10, the second illumination unit 11, the third illumination unit 12, and the imaging unit housing 20 do not interfere with each other. The

移動制御部63は、移動ステージ13と電気的に接続され、測定制御部61から送出される移動制御信号に基づいて、移動ステージ13の移動速度、移動方向の制御を行うものである。
照明制御部64は、第1照明部10、第2照明部11、第3照明部12にそれぞれ電気的に接続され、各照明光の点灯、消灯制御と、光量制御とを行うものである。
撮像制御部65は、1次元撮像部27の第1受光部201、第2受光部202、第3受光部203に電気的に接続され、これら複数の受光部に結像され光電変換された波長ごとの画像信号を取り込んで、波長ごとの1次元画像データを取得するものである。
撮像制御部65によって取得された波長ごとの1次元画像データは、さらに画像取得タイミングの順序を保持して画像保存部66に保存される。
撮像制御部65の画像取得タイミングは、移動ステージ13が、一定のライン画素ピッチに対応する移動量だけ移動したタイミングに同期されている。
The movement control unit 63 is electrically connected to the movement stage 13, and controls the movement speed and movement direction of the movement stage 13 based on a movement control signal sent from the measurement control unit 61.
The illumination control unit 64 is electrically connected to each of the first illumination unit 10, the second illumination unit 11, and the third illumination unit 12, and performs lighting on / off control of each illumination light and light amount control.
The imaging control unit 65 is electrically connected to the first light receiving unit 201, the second light receiving unit 202, and the third light receiving unit 203 of the one-dimensional imaging unit 27, and is imaged and photoelectrically converted on the plurality of light receiving units. 1-dimensional image data for each wavelength is acquired by taking in each image signal.
The one-dimensional image data for each wavelength acquired by the imaging control unit 65 is further stored in the image storage unit 66 while maintaining the order of image acquisition timing.
The image acquisition timing of the imaging control unit 65 is synchronized with the timing at which the moving stage 13 has moved by a moving amount corresponding to a certain line pixel pitch.

画像保存部66は、撮像制御部65によって取得された1次元画像データを画像取得タイミングの順に並べて構成される2次元画像データや、画像処理部67によって処理された欠陥画像データなどの画像データを保存するものである。これらの画像データは、いずれも画像を取得した受光部の情報とともに保存される。
また、画像保存部66は、表示部70と電気的に接続され、保存された画像データを、予め設定されたタイミング、または操作部(不図示)からの操作入力に応じて、表示部70に送出し、表示できるようになっている。
The image storage unit 66 stores two-dimensional image data configured by arranging the one-dimensional image data acquired by the imaging control unit 65 in the order of image acquisition timing, and image data such as defect image data processed by the image processing unit 67. To save. These image data are all stored together with the information of the light receiving unit that acquired the image.
The image storage unit 66 is electrically connected to the display unit 70 and stores the stored image data in the display unit 70 in accordance with a preset timing or an operation input from an operation unit (not shown). It can be sent and displayed.

画像処理部67は、測定制御部61からの制御信号に応じて、画像保存部66に保存された2次元画像データを呼び出し、ノイズ除去、輝度調整、欠陥抽出処理などの周知の画像処理を行うものである。
ここで、欠陥抽出処理は、例えば、画像を取得した受光部の角度位置に応じて欠陥のない参照画像との差分をとる、などの周知の画像処理によって行われる。欠陥抽出処理後の画像データは欠陥判定部68に送出される。
The image processing unit 67 calls the two-dimensional image data stored in the image storage unit 66 in accordance with a control signal from the measurement control unit 61, and performs known image processing such as noise removal, luminance adjustment, and defect extraction processing. Is.
Here, the defect extraction processing is performed by well-known image processing such as, for example, taking a difference from a reference image having no defect according to the angular position of the light receiving unit from which the image is acquired. The image data after the defect extraction process is sent to the defect determination unit 68.

欠陥判定部68は、画像処理部67によって抽出された欠陥画像の特徴抽出を行い、例えば、欠陥辞書などに記憶された欠陥画像データなどを参照して、欠陥種類や欠陥の大きさなどを算出し、欠陥の有無、基板21の合否などの検査結果を画像情報や文字情報などとして、表示部70に表示するものである。   The defect determination unit 68 performs feature extraction of the defect image extracted by the image processing unit 67, and calculates, for example, the defect type and the size of the defect with reference to defect image data stored in a defect dictionary or the like. Then, inspection results such as the presence / absence of a defect and acceptance / rejection of the substrate 21 are displayed on the display unit 70 as image information or character information.

次に、欠陥検査装置1の動作について、画像取得動作を中心に説明する。
測定制御部61では、検査基板毎に予め記憶された条件設定リストなどに応じて検査条件の初期設定を行う。検査条件としては、各照明部、結像光学系25の角度設定や、光量設定などを挙げることができる。
Next, the operation of the defect inspection apparatus 1 will be described focusing on the image acquisition operation.
The measurement control unit 61 performs initial setting of inspection conditions in accordance with a condition setting list stored in advance for each inspection substrate. Examples of the inspection conditions include angle setting of each illumination unit and the imaging optical system 25, light amount setting, and the like.

例えば、膜厚ムラなどの欠陥は、正反射光を用いた画像を観察することで検査される.そのため、測定制御部61は、予め記憶されたデータテーブルなどを参照して、基板21の製造工程などの条件から、膜厚ムラを観察するために最適の角度θを選定し、さらに第1照明部10の角度位置を、θi1=θとなるように設定するための制御信号を回動制御部62に送出する。
そして回動制御部62は、撮像部回動機構200、第1照明部回動機構111を回動させ、第1照明部10と撮像部筐体20とのそれぞれの角度位置を設定値に移動する。
For example, defects such as film thickness unevenness are inspected by observing an image using regular reflection light. Therefore, the measurement control unit 61 refers to a previously stored data table or the like, selects the optimum angle θ r for observing the film thickness unevenness from the conditions such as the manufacturing process of the substrate 21, and the first A control signal for setting the angular position of the illuminating unit 10 to be θ i1 = θ r is sent to the rotation control unit 62.
Then, the rotation control unit 62 rotates the imaging unit rotation mechanism 200 and the first illumination unit rotation mechanism 111 to move the respective angular positions of the first illumination unit 10 and the imaging unit housing 20 to the set values. To do.

例えば、回路パターンの欠陥などは、回折光を用いた画像を観察することで検査される。そのため、測定制御部61は、予め記憶されたデータテーブルなどを参照して、回路パターンピッチなどの情報から、回路パターンの欠陥を観察するために最適となる回折次数の回折光の出射方向を選定し、結像光学系25の光軸方向をこれに一致させる角度θi2を設定する制御信号を回動制御部62に送出する。
そして回動制御部62は、第2照明部回動機構112を回動させ、第2照明部11の角度位置を設定値に移動する。
基板21からの回折光の出射方向は、照明光の波長λ、回路パターンのピッチp、回折次数によって決定されるが、近年、回路パターンは高精細化しており、一定の波長に対する角度θi2の値はより大きな値となる傾向がある。このため、本実施形態では、波長λを短波長側の青色波長域に設定することにより、角度θi2がより小さくなる設定としている。これにより、回路パターンのピッチpが小さい場合でも、第2照明部11の入射角を比較的浅く設定することができ、他の照明部、撮像部筐体20などと干渉しないような配置とすることができる。
For example, a circuit pattern defect or the like is inspected by observing an image using diffracted light. Therefore, the measurement control unit 61 refers to a data table stored in advance, and selects the emission direction of the diffracted light of the optimum diffraction order for observing a defect in the circuit pattern from information such as the circuit pattern pitch. Then, a control signal for setting an angle θ i2 for making the optical axis direction of the imaging optical system 25 coincide with this is sent to the rotation control unit 62.
And the rotation control part 62 rotates the 2nd illumination part rotation mechanism 112, and moves the angular position of the 2nd illumination part 11 to a setting value.
The emission direction of the diffracted light from the substrate 21 is determined by the wavelength λ 2 of the illumination light, the pitch p of the circuit pattern, and the diffraction order, but in recent years, the circuit pattern has become highly refined and the angle θ i2 with respect to a certain wavelength. The value of tends to be a larger value. Therefore, in the present embodiment, the angle θ i2 is set to be smaller by setting the wavelength λ 2 to the blue wavelength region on the short wavelength side. Thereby, even when the pitch p of the circuit pattern is small, the incident angle of the second illumination unit 11 can be set relatively shallow, and the arrangement is made so as not to interfere with other illumination units, the imaging unit housing 20, and the like. be able to.

例えば、ゴミ付着、傷などの欠陥などは、散乱光を用いた画像を観察することで検査される。そのため、測定制御部61は、第3照明部12からの照明光の散乱光の像のみが、結像光学系25で結像されるような角度に、θi3を設定する制御信号を回動制御部62に送出し、第3照明部回動機構113を回動し、第3照明部12の角度位置を設定値に移動する。 For example, defects such as dust adhesion and scratches are inspected by observing an image using scattered light. Therefore, the measurement control unit 61 rotates a control signal for setting θ i3 to an angle at which only the image of the scattered light of the illumination light from the third illumination unit 12 is imaged by the imaging optical system 25. It sends out to the control part 62, rotates the 3rd illumination part rotation mechanism 113, and moves the angle position of the 3rd illumination part 12 to a setting value.

また、測定制御部61は、照明制御部64に対して、各照明光の光量を設定し、照明制御部64によって、第1照明部10、第2照明部11、第3照明部12を点灯する。
この場合、各照明光の基板からの反射光がほぼ同じ明るさとなるように、各照明光の光量を設定する。
特に、本実施形態の各反射光は、基板からの正反射光、回折光、散乱光であり、照明光の出射光量に対して、結像光学系25に達しうる光量の比がそれぞれ異なるため、結像光学系25に入射する光量がほぼ同じとなるように各照明部の光量を設定することが好ましい。これにより、第1受光部201、第2受光部202、第3受光部203に到達する光量がほぼ同じとなり、それぞれから取得される各2次元画像は、黒つぶれや白とびのない、適正な輝度値をとることができ、各2次元画像を用いた検査を精度よく行うことが可能となる。
The measurement control unit 61 sets the amount of each illumination light to the illumination control unit 64, and the first illumination unit 10, the second illumination unit 11, and the third illumination unit 12 are turned on by the illumination control unit 64. To do.
In this case, the light quantity of each illumination light is set so that the reflected light from the substrate of each illumination light has almost the same brightness.
In particular, each reflected light of the present embodiment is specularly reflected light, diffracted light, and scattered light from the substrate, and the ratio of the amount of light that can reach the imaging optical system 25 differs from the amount of emitted light of the illumination light. It is preferable to set the light amount of each illumination unit so that the light amount incident on the imaging optical system 25 is substantially the same. As a result, the amount of light reaching the first light receiving unit 201, the second light receiving unit 202, and the third light receiving unit 203 is substantially the same, and each two-dimensional image acquired from each of them is an appropriate one that is not blacked out or overexposed. A luminance value can be taken, and an inspection using each two-dimensional image can be performed with high accuracy.

本実施形態では、第1照明部10、第2照明部11、第3照明部12からの照明光は、それぞれ正反射光、回折光、散乱光として、結像光学系25に入射するので、照明光の光量と同じに設定し場合、結像光学系25に入射する光量は、この順に小さくなると予想される。そこで、結像光学系25に入射する光量が最も少ない第3照明部12の波長λを受光部の受光感度が高い波長に設定し、また、結像光学系25に入射する光量が最も多い第1照明部10の波長λを受光部の受光感度が低い波長に設定することが好ましい。 In the present embodiment, the illumination light from the first illumination unit 10, the second illumination unit 11, and the third illumination unit 12 is incident on the imaging optical system 25 as specularly reflected light, diffracted light, and scattered light, respectively. When set to the same amount of illumination light, the amount of light incident on the imaging optical system 25 is expected to decrease in this order. Therefore, the wavelength λ 3 of the third illumination unit 12 with the least amount of light incident on the imaging optical system 25 is set to a wavelength with high light receiving sensitivity of the light receiving unit, and the amount of light incident on the imaging optical system 25 is the largest. it is preferable to set the wavelength lambda 1 of the first illumination unit 10 to the wavelength light reception sensitivity is low of the light receiving portion.

以上により検査条件の初期設定が終了すると、測定制御部61は検査を開始する。すなわち、移動制御部63によって移動ステージ13を一定方向に等速移動させるとともに、移動方向の一画素ピッチに対応するタイミングで撮像制御部65により1次元撮像部27からの画像を取得する。   When the initial setting of the inspection conditions is completed as described above, the measurement control unit 61 starts the inspection. That is, the movement control unit 63 moves the moving stage 13 at a constant speed in a fixed direction, and the imaging control unit 65 acquires an image from the one-dimensional imaging unit 27 at a timing corresponding to one pixel pitch in the movement direction.

第1照明部10、第2照明部11、第3照明部12から出射された光は、それぞれの波長フィルタ100、101、102を透過することで、波長λ、λ、λの略平行光束からなる照明光として、照明領域L上に重ね合わせて照射される。
第1照明部10からの光は、基板21で正反射されて角度θの方向に進み、結像光学系25に入射する。
第2照明部11からの光は、基板21上の回路パターンによって回折され、所定次数の回折光が角度θ方向に進み、結像光学系25に入射する。
第3照明部12からの光は、基板21上に付着されたゴミや基板21上の傷などにより散乱され、結像光学系25のNAの範囲の散乱光が結像光学系25に入射する。
Light emitted from the first illuminating unit 10, the second illuminating unit 11, and the third illuminating unit 12 is transmitted through the respective wavelength filters 100, 101, and 102, so that the wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 are abbreviated. As illumination light composed of parallel light beams, the illumination light is superimposed on the illumination area L and irradiated.
Light from the first illumination unit 10 is regularly reflected by the substrate 21 advances in the direction of the angle theta r, is incident on the imaging optical system 25.
Light from the second illumination unit 11 is diffracted by the circuit pattern on the substrate 21, a predetermined order diffracted light proceeds to an angle theta r direction is incident on the imaging optical system 25.
Light from the third illumination unit 12 is scattered by dust attached to the substrate 21 or scratches on the substrate 21, and scattered light in the range of NA of the imaging optical system 25 enters the imaging optical system 25. .

結像光学系25に入射した光は、コリメートレンズ23、結像レンズ24によって集光され、1次元撮像部27に入射し、照明領域Lと共役な受光面の位置にそれぞれ同時に結像される。
すなわち、波長λの光が、ダイクロイックミラー30によって反射されて第1受光部201上に結像される。波長λの光は、ダイクロイックミラー30を透過し、ダイクロイックミラー31によって反射されて第2受光部202上に結像される。波長λの光は、ダイクロイックミラー30、31を透過して第3受光部203上に結像される。
The light that has entered the imaging optical system 25 is condensed by the collimating lens 23 and the imaging lens 24, is incident on the one-dimensional imaging unit 27, and is simultaneously imaged at the position of the light receiving surface conjugate with the illumination region L. .
That is, the light of wavelength λ 1 is reflected by the dichroic mirror 30 and imaged on the first light receiving unit 201. The light having the wavelength λ 2 passes through the dichroic mirror 30, is reflected by the dichroic mirror 31, and forms an image on the second light receiving unit 202. The light having the wavelength λ 3 passes through the dichroic mirrors 30 and 31 and forms an image on the third light receiving unit 203.

第1受光部201、第2受光部202、第3受光部203では、それぞれの波長光を光電変換し、撮像制御部65にそれぞれ画像信号として送出する。
撮像制御部65では、各画像信号を取り込むと、それぞれの受光部と、画像取得位置とを識別した状態で、画像保存部66に保存する。
上記を繰り返すことで、基板21上の移動方向に沿って1次元画像データが蓄積されて行く。照明領域Lが、基板21の全検査領域にわたる相対移動が終了すると、移動制御部63によって、移動ステージ13が停止される。
The first light receiving unit 201, the second light receiving unit 202, and the third light receiving unit 203 photoelectrically convert each wavelength light, and send it to the imaging control unit 65 as an image signal.
When each image signal is captured, the imaging control unit 65 stores the respective light receiving units in the image storage unit 66 in a state where the respective light receiving units and the image acquisition positions are identified.
By repeating the above, one-dimensional image data is accumulated along the moving direction on the substrate 21. When the relative movement of the illumination area L over the entire inspection area of the substrate 21 is completed, the movement control unit 63 stops the movement stage 13.

次に、取得された2次元画像データにより、欠陥抽出処理、欠陥判定処理を行う。
欠陥抽出処理では、画像保存部66において各受光部に応じて保存された各2次元画像データを、画像処理部67に順次呼び出し、画像処理部67により、観察画像に応じた欠陥抽出処理を行う。
欠陥判定部68では、画像処理部67から送出された欠陥抽出後の画像データから、欠陥種類や欠陥の大きさなどを算出し、欠陥判定結果を表示部70に表示する。
以上で、1枚の基板21の欠陥検査が終了する。
他に検査する基板21があれば、上記の基板21に代えて移動ステージ13上に載置し、すべての基板21を検査し終えるまで、上記を繰り返す。
Next, defect extraction processing and defect determination processing are performed based on the acquired two-dimensional image data.
In the defect extraction processing, each two-dimensional image data stored in the image storage unit 66 according to each light receiving unit is sequentially called to the image processing unit 67, and the image processing unit 67 performs defect extraction processing according to the observation image. .
The defect determination unit 68 calculates a defect type, a defect size, and the like from the image data after defect extraction sent from the image processing unit 67 and displays the defect determination result on the display unit 70.
Thus, the defect inspection of one substrate 21 is completed.
If there is another substrate 21 to be inspected, it is placed on the moving stage 13 in place of the substrate 21, and the above is repeated until all the substrates 21 have been inspected.

このように欠陥検査装置1によれば、照明領域Lが基板21上で相対移動して、1回の走査が行われる間に、3種類の入射角度を有する照明光に応じた3つの2次元画像が波長により分離されて同時に取得される。そのため、迅速かつ効率的に検査のための画像データを取得することができる。
また、1次元撮像部側の光学系は、基板21に対する角度が1種類に固定された結像光学系25のみを用いて撮像を行うことができる。そのため、例えば、1つの光源を用いて、異なる複数の出射方向にそれぞれ異なる結像光学系と1次元撮像素子とを配置する従来の構成に比べて、簡素な構成の装置とすることができる。
また、複数設ける照明部は、照明領域Lの範囲を所定角度で照明できればよく、光軸方向の位置決めなどが結像光学系25に比べて低精度の位置決めでよいため、照明部の角度設定に要する手間は、結像光学系を位置決めする場合に比べて少なくなり、照明部を回動させる各回動機構も簡素な構成とすることができる。
As described above, according to the defect inspection apparatus 1, three two-dimensional patterns corresponding to illumination light having three types of incident angles are obtained while the illumination region L is relatively moved on the substrate 21 and one scan is performed. Images are separated by wavelength and acquired simultaneously. Therefore, image data for inspection can be acquired quickly and efficiently.
Further, the optical system on the one-dimensional imaging unit side can perform imaging using only the imaging optical system 25 in which one angle with respect to the substrate 21 is fixed. Therefore, for example, an apparatus having a simple configuration can be obtained as compared with a conventional configuration in which a single light source is used and different imaging optical systems and one-dimensional imaging elements are arranged in a plurality of different emission directions.
In addition, the plurality of illumination units need only be able to illuminate the range of the illumination region L at a predetermined angle, and positioning in the optical axis direction and the like may be performed with lower accuracy than the imaging optical system 25. The labor required is reduced compared with the case where the imaging optical system is positioned, and each rotation mechanism that rotates the illumination unit can also have a simple configuration.

次に、本実施形態の変形例について説明する。
図3(a)は、本発明の実施形態の変形例に係る欠陥検査装置に用いる1次元撮像部の正面図である。図3(b)は、本発明の実施形態の変形例に係る欠陥検査装置に用いるカラーラインセンサのセンサ配列方向に沿う模式的な断面図である。
Next, a modification of this embodiment will be described.
FIG. 3A is a front view of a one-dimensional imaging unit used in a defect inspection apparatus according to a modification of the embodiment of the present invention. FIG. 3B is a schematic cross-sectional view along the sensor arrangement direction of the color line sensor used in the defect inspection apparatus according to the modification of the embodiment of the present invention.

本変形例は、上記実施形態の欠陥検査装置1において、1次元撮像部27に代えて1次元撮像部270を備えるものである。
1次元撮像部270は、図3(a)に示すように、結像光学系25から出射される光の光路上に配置されたカラーラインセンサ204からなる。
カラーラインセンサ204は、図3(b)に示すように、回路基板204a上に、受光面を形成し、光電変換を行う受光部204bが直線状に多数配列されている。各受光部204bの入射側には、赤色波長域、緑色波長域、青色波長域の光を透過する波長フィルタF、F、Fが順番に1つずつ配置された波長選択手段であるフィルタ部204cが設けられている。これらの3個ずつの受光部204bは、読み取りの1画素Pを構成している。
これらの受光部204bによって形成されるカラーラインセンサ204の受光面は、図3(a)の紙面奥行き方向に、照明領域Lと共役な関係となるように配置されている。
This modification includes a one-dimensional imaging unit 270 in place of the one-dimensional imaging unit 27 in the defect inspection apparatus 1 of the above embodiment.
The one-dimensional imaging unit 270 includes a color line sensor 204 disposed on the optical path of the light emitted from the imaging optical system 25, as shown in FIG.
In the color line sensor 204, as shown in FIG. 3B, a light receiving surface is formed on a circuit board 204a, and a large number of light receiving portions 204b that perform photoelectric conversion are linearly arranged. The incident side of the light receiving portion 204b, a red wavelength region, green wavelength region is the wavelength filter F r, F g, a wavelength selecting means F b are arranged one by one in order to transmit light in the blue wavelength region A filter unit 204c is provided. Each of these three light receiving parts 204b constitutes one pixel P for reading.
The light receiving surface of the color line sensor 204 formed by these light receiving portions 204b is arranged in a conjugate relationship with the illumination region L in the depth direction of the paper surface of FIG.

このような構成によれば、第1照明部10、第2照明部11、第3照明部12から照射された照明光によって、基板21から正反射光、回折光、散乱光として角度θ方向に進む光が、結像光学系25を通して、カラーラインセンサ204の受光部204b上に線状に結像される。
その際、1つの画素Pに到達する光は、波長選択手段である波長フィルタF、F、Fによって、それぞれ波長λ、λ、λの光が透過され、それぞれ画素P内の異なる受光部204b上に結像される。
各受光部204bの輝度情報は、各波長フィルタに対応した3つの画像信号に分離され、撮像制御部65に送出される。そのため、撮像制御部65では、波長λ、λ、λに対応する3つの1次元画像に対応する画像信号が同時に取得される。
以後の画像処理、欠陥抽出処理、欠陥判定処理は、上記実施形態と同様にして行われる。ただし、本変形例では、1つの画素P内の受光位置が、波長によって1/3画素ずつずれているため、演算処理上または画像表示上、1/3画素以下の位置精度が必要となる場合には、各波長に応じた画像データの位置座標を補正する処理を行うようにする。
According to this structure, the first illumination unit 10, the second illumination unit 11, the illumination light irradiated from the third illuminating unit 12, regular reflected light from the substrate 21, the diffracted light, the angle theta r direction as scattered light The light traveling to the center of the color line sensor 204 is linearly imaged through the imaging optical system 25 on the light receiving unit 204b.
At this time, the light reaching one pixel P is transmitted with light having wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 by the wavelength filters F r , F g , and F b that are wavelength selection means, respectively. The images are formed on the different light receiving portions 204b.
The luminance information of each light receiving unit 204b is separated into three image signals corresponding to each wavelength filter and sent to the imaging control unit 65. Therefore, the imaging control unit 65 simultaneously acquires image signals corresponding to the three one-dimensional images corresponding to the wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 .
Subsequent image processing, defect extraction processing, and defect determination processing are performed in the same manner as in the above embodiment. However, in this modification, the light receiving position in one pixel P is shifted by 1/3 pixel depending on the wavelength, and therefore, a positional accuracy of 1/3 pixel or less is required for calculation processing or image display. First, a process for correcting the position coordinates of the image data corresponding to each wavelength is performed.

本変形例によれば、1次元撮像部としてカラーラインセンサを用いるので、コンパクトな構成とすることができる。   According to this modification, since the color line sensor is used as the one-dimensional imaging unit, a compact configuration can be achieved.

なお、上記の説明では、複数の照明部が、3つ設けられた場合の例で説明したが、複数の照明部の数は特に限定されず、必要に応じて2以上の適宜の数とすることができる。   In the above description, the example in which three illumination units are provided is described. However, the number of illumination units is not particularly limited, and may be an appropriate number of 2 or more as necessary. be able to.

また、上記の説明では、角度設定部によって複数の照明部の入射角度および結像光学系の角度位置に対する相対位置を設定し、結像光学系に正反射光、回折光、散乱光を入射させる場合の例で説明したが、結像光学系に入射させる光は、必要な観察モードに応じてこれらの光をどのように組み合わせて入射させてもよい。
例えば、いずれかを省略してもよい。また、入射角度や照明光の波長を変えることで複数次数の回折光による画像を取得できるようにしてもよい。複数次数の回折光による画像を取得する場合、例えば、複数のピッチを有する複雑な回路パターンを有するような場合でも、各ピッチに応じた回路パターンの検査を同時に行うことができるため好都合である。
In the above description, the angle setting unit sets the incident angle of the plurality of illumination units and the relative position with respect to the angular position of the imaging optical system, and allows the specular reflected light, diffracted light, and scattered light to enter the imaging optical system. As described in the example, the light incident on the imaging optical system may be combined in any way depending on the necessary observation mode.
For example, any of them may be omitted. Further, it is also possible to acquire an image using a plurality of orders of diffracted light by changing the incident angle and the wavelength of illumination light. Acquiring an image using a plurality of orders of diffracted light is advantageous because, for example, even when a complex circuit pattern having a plurality of pitches is used, circuit patterns corresponding to each pitch can be inspected simultaneously.

また、上記の説明では、複数の照明部からの照明光の波長がそれぞれ固定された場合の例で説明したが、照明制御部によって各照明部の波長を変更できる構成としてもよい。例えば、透過波長が異なる複数の波長フィルタを切換可能に設けて、透過する波長光、波長帯域を選択したり、波長の異なる複数の光源を切り換えられるようにしたりする、といった構成を採用できる。
このような構成によれば、例えば、回折光を用いる場合、回路パターンによって変化する回折光の方向を、照明部の角度位置と併せて波長切換によっても変化させることができるので、照明部の角度位置の可変範囲を狭くしたり、入射角を小さい範囲に設定したりすることが容易となる。特に、照明光の入射光を小さく設定することができると、斜め入射による解像度の低下を防止することができて好都合である。
このように照明光の波長を変える場合、波長選択手段で選択可能な範囲内で波長を変えることが好ましい。この場合、波長選択手段を変更しなくてもよいので、簡素な構成とすることができる。
In the above description, the example in which the wavelengths of the illumination light from the plurality of illumination units are fixed has been described. However, the illumination control unit may be configured to change the wavelength of each illumination unit. For example, it is possible to adopt a configuration in which a plurality of wavelength filters having different transmission wavelengths are provided so as to be switchable, so that the wavelength light to be transmitted and the wavelength band can be selected, or a plurality of light sources having different wavelengths can be switched.
According to such a configuration, for example, when using diffracted light, the direction of the diffracted light that changes depending on the circuit pattern can be changed by wavelength switching together with the angle position of the illuminating unit. It becomes easy to narrow the variable range of the position and set the incident angle to a small range. In particular, if the incident light of the illumination light can be set to be small, it is advantageous in that a decrease in resolution due to oblique incidence can be prevented.
Thus, when changing the wavelength of illumination light, it is preferable to change a wavelength within the range which can be selected with a wavelength selection means. In this case, it is not necessary to change the wavelength selection means, so that a simple configuration can be achieved.

また、上記の説明では、移動ステージが、基板の載置台を兼ねる場合の例で説明したが、移動ステージは載置台に載置された基板を照明領域の長手方向と直交する方向に相対移動できればよいので、基板を位置が固定された載置台に載置し、移動ステージにより、照明部および結像光学系を移動する構成としてもよい。   In the above description, the moving stage has been described as an example of the case where the moving stage also serves as a substrate mounting table. However, if the moving stage can relatively move the substrate mounted on the mounting table in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the illumination area. Therefore, the substrate may be mounted on a mounting table whose position is fixed, and the illumination unit and the imaging optical system may be moved by the moving stage.

また、上記の説明では、複数の照明部と、結像光学系および1次元撮像部とが、角度設定部によってそれぞれの角度位置を変化させられるようにした場合の例で説明したが、例えば散乱光を用いて観察する場合や、正反射光の反射角度を固定できる場合などのように、被検体が変わっても角度位置を変えなくてもよい場合には、角度位置を固定した設定としてもよい。
また、上記の説明では、角度設定部は、回動制御部62により角度位置を自動的に設定する場合の例で説明したが、角度位置を手動で切り換えられるような構成としてもよい。
In the above description, an example in which a plurality of illumination units, an imaging optical system, and a one-dimensional imaging unit can change their respective angular positions by the angle setting unit has been described. If you do not need to change the angular position even if the subject changes, such as when observing using light or when the reflection angle of specularly reflected light can be fixed, the setting of the angular position may be fixed. Good.
In the above description, the angle setting unit has been described as an example in which the angle position is automatically set by the rotation control unit 62. However, the angle setting unit may be configured to manually switch the angle position.

また、上記の説明では、波長選択手段として複数のダイクロイックミラー、あるいは複数の波長フィルタを用いた場合の例で説明したが、波長選択手段はこれらに限定されるものではなく、例えば、ダイクロイックプリズムなどを用いてもよい。   In the above description, an example in which a plurality of dichroic mirrors or a plurality of wavelength filters are used as the wavelength selection unit has been described. However, the wavelength selection unit is not limited to these, for example, a dichroic prism or the like. May be used.

また、上記の変形例の説明では、カラーラインセンサとして、1ラインタイプのカラーラインセンサを用いた場合の例で説明したが、各色に対応する受光部が1画素内に複数ライン状に並列されたタイプのカラーラインセンサを用いてもよい。   In the above description of the modification, an example in which a one-line type color line sensor is used as the color line sensor has been described. However, light receiving units corresponding to the respective colors are arranged in a plurality of lines in one pixel. Another type of color line sensor may be used.

また、上記の説明では、波長の異なる照明光を複数の受光部で同時に受光することで、複数の角度方向に出射された基板からの光による画像を同時に取得する構成とした例で説明したが、例えば、1つの受光部を用い、受光部に入射する複数の波長光を1ラインの撮像タイミングの間で時分割して入射させることにより、基板を1回走査する間に複数の画像を取得するようにしてもよい。例えば、結像光学系と受光部との間の光路に、複数の波長フィルタを順次切り換えて、1ラインの画像を取得するようにする構成などが挙げられる。
このような構成によれば、複数の画像を同時に取得する場合に比べて測定時間は長くなるものの、照明部などの角度条件を固定して1回の走査で検査を行うことができるので、入射角度を変更したり、基板位置を初期位置に戻したりしなくてよい。そのため、角度設定を変えて複数回の測定を行う従来の欠陥検査装置に比べて、測定時間を低減することができる。
In the above description, the illumination light with different wavelengths is simultaneously received by the plurality of light receiving units, and the example is described in which the images from the light emitted from the substrate emitted in the plurality of angular directions are simultaneously acquired. For example, using a single light receiving unit, a plurality of wavelength lights incident on the light receiving unit are incident in a time-sharing manner during one line of imaging timing, thereby acquiring a plurality of images while scanning the substrate once. You may make it do. For example, a configuration in which a plurality of wavelength filters are sequentially switched in the optical path between the imaging optical system and the light receiving unit so as to acquire a one-line image, and the like.
According to such a configuration, although the measurement time is longer than in the case where a plurality of images are acquired at the same time, the angle condition of the illumination unit or the like can be fixed and the inspection can be performed in one scan. There is no need to change the angle or return the substrate position to the initial position. Therefore, the measurement time can be reduced as compared with a conventional defect inspection apparatus that performs a plurality of measurements by changing the angle setting.

本発明の実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成を示す模式的な正面図である。It is a typical front view which shows schematic structure of the defect inspection apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る欠陥検査装置の制御手段の概略構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows schematic structure of the control means of the defect inspection apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態の変形例に係る欠陥検査装置に用いる1次元撮像部の正面図、およびそれに用いるカラーラインセンサのセンサ配列方向に沿う模式的な断面図であるIt is a front view of the one-dimensional imaging part used for the defect inspection apparatus which concerns on the modification of embodiment of this invention, and typical sectional drawing in alignment with the sensor arrangement direction of the color line sensor used for it. 従来技術に係る欠陥検査装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the defect inspection apparatus which concerns on a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 欠陥検査装置
10 第1照明部(照明部)
11 第2照明部(照明部)
12 第3照明部(照明部)
13 移動ステージ
21 基板(被検体)
25 結像光学系
27、270 1次元撮像部
30、31 ダイクロイックミラー(波長選択手段)
101、102、103 波長フィルタ
201 第1受光部(受光部)
202 第2受光部(受光部)
203 第3受光部(受光部)
204 カラーラインセンサ
204b 受光部
204c フィルタ部(波長選択手段)
Rフィルタ
Gフィルタ
Bフィルタ
P 画素
60 制御ユニット
200 撮像部回動機構(角度設定手段)
111 第1照明部回動機構(角度設定手段)
112 第2照明部回動機構(角度設定手段)
113 第3照明部回動機構(角度設定手段)
61 測定制御部
62 回動制御部(角度設定手段)
64 照明制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Defect inspection apparatus 10 1st illumination part (illumination part)
11 2nd illumination part (illumination part)
12 3rd illumination part (illumination part)
13 Moving stage 21 Substrate (subject)
25 Imaging optical system 27, 270 One-dimensional imaging unit 30, 31 Dichroic mirror (wavelength selection means)
101, 102, 103 Wavelength filter 201 First light receiving part (light receiving part)
202 2nd light-receiving part (light-receiving part)
203 3rd light-receiving part (light-receiving part)
204 Color line sensor 204b Light receiving unit 204c Filter unit (wavelength selection means)
F r R filter F g G filter F b B filter P Pixel 60 Control unit 200 Imaging unit rotation mechanism (angle setting means)
111 1st illumination part rotation mechanism (angle setting means)
112 2nd illumination part rotation mechanism (angle setting means)
113 3rd illumination part rotation mechanism (angle setting means)
61 Measurement control unit 62 Rotation control unit (angle setting means)
64 Lighting control unit

Claims (3)

被検体である基板を載置する載置台と、
該載置台に載置された前記基板に対し、ライン状の照明領域に照明光を照射する複数の照明部と、
前記基板上の前記照明領域からの光を結像する結像光学系と、
該結像光学系で結像された前記基板の像を取得する1次元撮像部と、
前記載置台に載置された基板を、前記照明領域の長手方向と直交する方向に相対移動させる移動ステージと、
前記複数の照明部からの各照明光の、前記照明領域に対する入射角度を互いに異なる角度に設定する角度設定部とを備え、
前記複数の照明部は、照明光として互いに異なる波長の光を照射し、
前記1次元撮像部は、前記互いに異なる波長の光をそれぞれ選択する波長選択手段と、該波長選択手段により選択された波長の光をそれぞれ受光する複数の受光部とから構成されることを特徴とする欠陥検査装置。
A mounting table for mounting a substrate as a subject;
A plurality of illumination units that irradiate illumination light to a linear illumination region with respect to the substrate placed on the mounting table;
An imaging optical system for imaging light from the illumination region on the substrate;
A one-dimensional imaging unit for acquiring an image of the substrate imaged by the imaging optical system;
A moving stage for relatively moving the substrate mounted on the mounting table in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the illumination area;
An angle setting unit for setting the incident angles of the illumination lights from the plurality of illumination units to the illumination area to be different from each other;
The plurality of illumination units irradiate light having different wavelengths as illumination light,
The one-dimensional imaging unit includes a wavelength selection unit that selects the light beams having different wavelengths, and a plurality of light receiving units that respectively receive the light beams having wavelengths selected by the wavelength selection unit. Defect inspection equipment.
前記1次元撮像部が、
前記複数の受光部を有する1次元撮像素子上に、前記波長選択手段としてカラーフィルタが配置されたカラーラインセンサからなることを特徴とする請求項1に記載の欠陥検査装置。
The one-dimensional imaging unit is
The defect inspection apparatus according to claim 1, comprising a color line sensor in which a color filter is disposed as the wavelength selection unit on a one-dimensional imaging device having the plurality of light receiving units.
前記複数の照明部が、3つ以上の照明部からなり、
前記角度設定部が、
前記複数の照明部の1つを、該照明部からの照明光による前記基板からの正反射光が前記結像光学系に入射されるように角度設定し、
前記複数の照明部の他の1つを、該照明部からの照明光による前記基板からの回折光が前記結像光学系に入射されるように角度設定し、
前記複数の照明部のさらに他の1つが、該照明部からの照明光による前記基板からの散乱光が前記結像光学系に入射されるように角度設定することを特徴とする請求項1または2に記載の欠陥検査装置。
The plurality of illumination units are composed of three or more illumination units,
The angle setting unit is
One of the plurality of illumination units is set at an angle so that specularly reflected light from the substrate by illumination light from the illumination unit is incident on the imaging optical system,
The other one of the plurality of illumination units is set to an angle so that diffracted light from the substrate by illumination light from the illumination unit is incident on the imaging optical system,
The other one of the plurality of illuminating units sets an angle so that scattered light from the substrate by illumination light from the illuminating unit is incident on the imaging optical system. 2. The defect inspection apparatus according to 2.
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